我们“认脸”的能力竟不是天生的!?

来源:澳门威利斯人官方网站 时间:2017-09-07浏览:2

对于人类和灵长类而言,“认脸”在社交中十分重要,我们的大脑中也有一块专门用于面孔识别的区域:颞下皮质(inferotemporal cortex, IT)。正因为此,“认脸”这一技能被认为是天生的。然而,事实真的如此吗?

来自美国哈佛医学院的科学家们就用猕猴做了一个有趣的实验,实验结果表明,“认脸”的能力竟不是天生的。

在实验中,6只猴子被分为了两组,一组猴子在正常的环境中成长(对照组),另一组猴子则在看不到面孔的环境中成长(实验组)。为了防止实验组的猴子看到面孔,实验员头戴电焊工的头盔与猴子进行交流,并给猴子提供了玩具。实验组和猴子所在的房间可以听到其他猴子的叫声,也能闻到猴子的气味,在实验结束后,实验组的猴子被放回到猴群中,并没有出现不合群的行为。

经过一段时间的饲养后,科学家对两组猴子进行了功能磁共振扫描。扫描过程中,猴子会看到一些带有面孔、手、躯干、物体和场景的图片。通过分析扫描结果,科学家发现对照组的猴子有一些脑区对面孔的反应强于对物体的反应(即面孔识别区),但并没有发现实验组的猴子大脑中对面孔的反应强于对物体的反应的区域。相对于对照组的猴子而言,实验组猴子对手的反应更加强烈。

 

 

也就是说,实验组的猴子“认脸”很成问题,但“认手”的能力却一点也不差。那么,是不是“认手”的脑区占领了“认脸”的脑区的地盘呢?事实上,由于样本量太小,科学家并没有得出“认手”的脑区侵占了“认脸”的脑区的结论。有趣的是,实验组的猴子的初级视觉皮层(V1)对面孔的反应是正常的,而高级视觉中枢IT对面孔的反应就弱了很多。

 

 

通过给猴子们呈现身体的图片和场景图片,科学家发现,这些实验组的猴子“认身体”的能力也是正常的。

 

 

我们之所以能看到大千世界,是光线投射到视网膜,再投射到外侧膝状体(LGN)、初级视觉皮层(V1)和高级视觉中枢的结果。通过分析两组猴子视网膜信息在大脑皮层上的投影,科学家发现,视网膜的信息均可以很好的投射在V1,V2,V4和IT上。

 

 

通过记录猴子在观察图片时的眼动轨迹和注视时间,科学家发现,在猴子观察物体的图片时,实验组和对照组的眼动轨迹和注视时间是一致的;但在猴子观察带有面孔的生物体时,实验组的猴子会更多的注视生物体的躯干和手,而非面孔。有趣的是,刚出生的猴子在观察生物体时,就会把更多的时间放到“看脸”上,而实验组的猴子在经过了100多天的面孔剥夺实验后,却会把更多的时间放到“看手”上。

 

 

所以,我们生来就拥有负责“认脸”的脑区,但由于婴幼儿时期大脑强大的可塑性,如果在后天成长的过程中没有接受面孔的刺激,这块负责“认脸”的脑区就会被挪为他用,并失去识别面孔的功能。

 

参考文献:
Arcaro et al., Seeing faces is necessary for face-domain formation. Nature Neuroscience. 2017.

 

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